Redes de Distribución de Contenidos

Transcripción

1 Redes de Distribución de Contenidos Universidad de Alcalá Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación Curso Académico 2014/15 1 er Curso 2 do Cuatrimestre

2 GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Redes de Distribución de Contenidos Código: Titulación en la que se imparte: Departamento y Área de Conocimiento: Carácter: Obligatoria Créditos ECTS: 4.5 Curso y cuatrimestre: Profesorado: Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación Automática, Ingeniería Telemática 1º, C2 Se anunciará en la página web del departamento Horario de Tutoría: Idioma en el que se imparte: Horario de Tutorías se indicará el primer día de clase Español 1. PRESENTACIÓN Prerrequisitos Es obligatorio haber adquirido las competencias de las asignaturas: Sistemas Operativos, Arquitectura de Computadores y Conmutación, incluidas en el módulo de asignaturas de Complementos de Formación del Máster. Descripción La asignatura estudia los diferentes mecanismos de distribución de contenidos existentes en la actualidad en redes IP: Multicast, Caching, CDN (Content Delivery Networks) y P2P (Peer to Peer). En Multicast se abordan los mecanismos tradicionales de distribución de contenidos multimedia sobre redes IP para el caso de conexiones punto- multipunto; se estudiará su funcionamiento, ventajas y desventajas así como diferentes casos de uso. Después se pasará al estudio de los mecanismos de Caching en Internet, que constituyen una herramienta necesaria para la optimización de la distribución de contenidos desde una perspectiva económica y de uso de recursos de red. Posteriormente se estudiarán los conceptos básicos de las CDNs donde se hará uso de los mecanismos de caching estudiados previamente, y se profundizará en otros aspectos relevantes como balanceo de carga y DNS. Esta parte se complementará finalmente viendo algún caso de estudio como por ejemplo Akamai. 2

3 Finalmente, se estudiarán las diferentes arquitecturas de redes peer- to- peer, su funcionamiento y conceptos generales de almacenamiento, búsqueda y recuperación de la información en dichas tecnologías, y su uso para la distribución de contenidos como por ejemplo emule o Bittorrent. Todos los sistemas descritos anteriormente, se pueden emplear de forma independiente o combinada y son los que se emplean para la distribución de diferentes servicios tipo web, streaming de vídeo o para la distribución de IPTV, e incluso para los juegos masivos en red. La asignatura complementa las capacidades del diseño de servicios y mejora de las prestaciones de las redes. Los diferentes mecanismos de distribución de contenidos se estudian desde el punto de vista descriptivo, arquitectural y algorítmico, haciendo énfasis en casos de uso para poder estudiar y comparar los diferentes mecanismos. 2. COMPETENCIAS Esta asignatura contribuye a adquirir las siguientes competencias básicas definidas en la Orden CIN/355/2009 (TRx): CB2 CB12 Capacidad para proyectar, calcular y diseñar productos, procesos e instalaciones en todos los ámbitos de la ingeniería de telecomunicación. Poseer habilidades para el aprendizaje continuado, autodirigido y autónomo. Esta asignatura contribuye a adquirir las siguientes competencias de carácter profesional, definidas en la Orden CIN/355/2009: CTecTel4 CTecTel7 CTecTel8 Capacidad para diseñar y dimensionar redes de transporte, difusión y distribución de señales multimedia. Capacidad para realizar la planificación, toma de decisiones y empaquetamiento de redes, servicios y aplicaciones considerando la calidad de servicio, los costes directos y de operación, el plan de implantación, supervisión, los procedimientos de seguridad, el escalado y el mantenimiento, así como gestionar y asegurar la calidad en el proceso de desarrollo. Capacidad de comprender y saber aplicar el funcionamiento y organización de Internet, las tecnologías y protocolos de Internet de nueva generación, los modelos de componentes, software intermediario y servicios. Las siguientes competencias específicas matizan, priorizan y seleccionan las competencias básicas y profesionales citadas anteriormente: 3

4 CE1 CE2 CE3 CE4 CE5 CE6 CE7 CE8 CE9 Conocer y comprender los diferente mecanismos existentes para la distribución de contenidos. Conocer y comprender el funcionamiento del encaminamiento multicast en redes IP. Conocer y comprender los diferentes mecanismo de caching para optimizar el uso de los recursos de red. Conocer y comprender los diferentes mecanismos de balanceo de cargas para mejorar la distribución de contenidos en red. Conocer y comprender el papel que juega la arquitectura de DNS en la distribución de contenidos en Internet. Conocer y comprender el funcionamiento de las redes peer- to- peer no estructuradas. Conocer y comprender el funcionamiento de las redes peer- to- peer estructuradas. Conocer cómo se pueden ofrecer servicios de distribución de contenidos basados en redes peer- to- peer. Conocer las ventajas y desventajas de las tecnologías estudiadas para poder diseñar un servicio de distribución de contenidos de acuerdo a unos requisitos iniciales. 4

5 3. CONTENIDOS Bloques de contenido (se pueden especificar los temas si se considera necesario) Introducción, definiciones, aplicaciones Total de clases, créditos u horas 2h Multicast: Direccionamiento, Multicast en LAN, algoritmos de enrutamiento multicast, multicast fiable, aplicación a la distribución de contenidos Caching: Arquitectura, Protocolos de gestión de sistemas caché, escalabilidad y consistencia, aplicación a la distribución de contenidos Content Delivery Networks: Arquitectura, mecanismos de redireccionamiento, monitorización y bases de datos de gestión, aplicación a la distribución de contenidos Sistemas P2P: Arquitecturas de redes P2P, mecanismos de localización, distribución y recuperación de información en redes P2P, escalabilidad y protección frente a fallos, aplicaciones P2P actuales, aplicación a la distribución de contenidos 12h 4h 8h 13h 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE.-ACTIVIDADES FORMATIVAS 4.1. Distribución de créditos (especificar en horas) Número de horas presenciales: Número de horas del trabajo propio del estudiante: Total horas Clases presenciales: Grupo Grande 27 horas (3 horas x 9 semanas) Grupo Pequeño 12 horas (3 horas x 4 semanas) Examen final de 2 horas Preparación de las clases, aprendizaje autónomo, preparación de ejercicios, exposición de trabajos, controles: 71 horas 112 horas 4.2. Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos Clases Presenciales Presentación y/o revisión de conceptos Presentaciones orales 5

6 Resolución de Ejercicios Tutorías individuales y grupales presenciales, y web (correo y Aula Virtual de la UAH) Resolución de dudas Apoyo al aprendizaje autónomo Aula virtual, Piazza Estructura del Curso El curso tiene un enfoque fundamentalmente participativo, centrado en el trabajo del alumno, la iniciativa, y la puesta en práctica de los conceptos estudiados. El curso se estructura en dos periodos diferenciados. En una primera mitad sólo habrá dos hora de teoría semanales. Finalmente, en una segunda mitad tras la sesión de grande habrá una sesión de dos horas de grupo pequeño. La primera sesión de grupo grande tendrá carácter fundamentalmente teórico, dedicado a la presentación de conceptos. La segunda sesión se imparte en grupo reducido de alumnos, es eminentemente práctica y está dedicada a la realización de prácticas de laboratorio y resolución de ejercicios. 5. EVALUACIÓN: Procedimientos, criterios de evaluación y de calificación PROCEDIMIENTOS El alumno dispone de dos convocatorias para superar la asignatura: una ordinaria y otra extraordinaria. Convocatoria Ordinaria En la convocatoria ordinaria el alumno será evaluado mediante el proceso de Evaluación Continua. En situaciones excepcionales, debidamente justificadas, podrá acogerse a un sistema de evaluación mediante Examen Final. Para ello debe solicitarlo por escrito al Director del centro, en las dos primeras semanas de su incorporación, indicando las razones que le impiden seguir el sistema de Evaluación Continua. En este caso, el Director del centro comunicará la resolución en un máximo de 15 días. Si el alumno no recibe respuesta en ese plazo de tiempo, se considera estimada la solicitud. Convocatoria extraordinaria La convocatoria extraordinaria consistirá en una prueba similar a la que se plantee en el sistema de evaluación mediante Examen Final. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Atendiendo a las competencias descritas en el apartado 2, la evaluación del alumno se basará en el grado de adquisición de las mismas que demuestre, de acuerdo a los siguientes criterios de evaluación: Conoce y comprende los diferente mecanismos existentes para la distribución de contenidos. Conoce y comprende el funcionamiento del encaminamiento multicast en redes IP. 6

7 Conoce y comprende los diferentes mecanismos de caching para optimizar el uso de los recursos de red. Conoce y comprende los diferentes mecanismos de balanceo de cargas para mejorar la distribución de contenidos en red. Conocer y comprende el papel que juega la arquitectura de DNS en la distribución de contenidos en Internet. Conoce y comprende el funcionamiento de las redes peer- to- peer no estructuradas. Conoce y comprende el funcionamiento de las redes peer- to- peer estructuradas. Conoce cómo se pueden ofrecer servicios de distribución de contenidos basados en redes peer- to- peer. Conoce las ventajas y desventajas de las tecnologías estudiadas para poder diseñar un servicio de distribución de contenidos de acuerdo a unos requisitos iniciales. INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN Y CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Se plantea una evaluación continua del rendimiento del estudiante mediante el seguimiento del trabajo programado a través de la realización de actividades de seguimiento, prácticas de laboratorio, trabajo autónomo personal y dos pruebas parciales y una de conjunto. Se considerará que un alumno se ha presentado a la convocatoria ordinaria en el caso de estar sometido a evaluación continua cuando el alumno haya entregado una práctica, realizado dos o más actividades de seguimiento o trabajo personal, o realizado al menos una de las pruebas parciales. El seguimiento del trabajo del estudiante permite que el profesor conozca el grado de dedicación del mismo respecto a las distintas actividades propuestas. A su vez, al estudiante le sirve para comprobar si va alcanzando los objetivos marcados a lo largo del curso. Consistirá en la entrega de ejercicios y prácticas 1, y la realización de pequeñas pruebas teórico/prácticas y el seguimiento, por parte del profesor, del trabajo del alumno en las sesiones de Grupo Pequeño (GP). La 20% de la contribución a la nota final del alumno se corresponde con la realización de las prácticas de laboratorio. Un 30% a la realización de trabajos y presentaciones por parte de los alumnos. El resto de la puntuación se obtendrá a través de las pruebas parciales con un peso entre el %. Aquellos estudiantes que tengan reconocido el derecho a evaluación final, según fija la normativa de la UAH, deben realizar un examen final que incluye cuestiones teóricas y la realización de uno o más ejercicios, con un peso del 100% de la calificación final. 1 El plagio de cualquier trabajo entregado, tanto si se trata de plagio activo como pasivo, será penalizado con un suspenso en la evaluación continua. Se asignará la calificación alcanzada hasta el momento de la detección del plagio con un límite de 4,5 puntos. 7

8 6. BIBLIOGRAFÍA No hay un texto que se adapte totalmente al temario de la asignatura. Al final de cada tema se indicarán las referencias empleadas. Los libros más empleados son los siguientes. Bibliografía Básica Sanjoy Paul. Multicasting on the Internet and its Applications. Editorial Springer, Markus Hofmann. Content Networking: Architecture, Protocols, and Practice. Editorial Morgan Kaufmann, Scot Hull. Content Delivery Networks: Web Switching for Security, Availability, and Speed. Editorial McGraw- Hill Professional, Andy Oram. Peer- to- Peer : Harnessing the Power of Disruptive Technologies. Editorial O'Reilly Media, John Buford, Heather Yu, Eng Keong Lua. P2P Networking and Applications. Editorial Morgan Kaufmann, Multicast Beau Williamson. Developing IP Multicast Networks Vol.I. Editorial Cisco Press, Joseph M Weber, Tom Newberry. IPTV Crash Course. Editorial McGraw- Hill Osborne Media, Maria F. Ramalho. Intra- and inter- domain multicast routing protocols: A survey and taxonomy. Communications Surveys & Tutorials, IEEE. 1Q Caching y CDNs Gilbert Held. A Practical Guide to Content Delivery Networks, Second Edition. Editorial CRC Press, Silvano Da Ros. Content Networking Fundamentals. Editorial Cisco Press, Chandra Kopparapu. Load Balancing Servers, Firewalls, and Caches. Editorial Wiley, P2P Sebastian Ertel, Unstructured P2P networks by example: Gnutella 0.4, Gnutella 0.6. Ion Stoica, Robert Morris, David Karger, M. Frans Kaashoek, Hari Balakrishnan, Chord: A scalable peer- to- peer lookup service for internet applications, SIGCOMM '01 Proceedings of the 2001 conference on Applications, technologies, architectures, and protocols for computer communications. Eng Keong Lua, Jon Crowcroft, Marcelo Pias, Ravi Sharma and Steven Lim, A Survey and Comparison of Peer- to- Peer Overlay Network Schemes, IEEE Communications Survey and tutorial, march Bram Cohen, Incentives Build Robustness in BitTorrent, Technical Report. C. Jennings, B. Lowekamp, E. Rescorla, S. Baset, H. Schulzrinne, REsource LOcation And Discovery (RELOAD) Base Protocol, Internet- Draft. 8